电磁轮驱动的柔性蠕动管道机器人运动分析

"柔性蠕动管道机器人的运动分析，张明伟，张延恒，孙汉旭，贾庆轩。本文提出了一种创新的柔性蠕动管道机器人，配备电磁轮行走装置，适用于复杂结构管道的内部检测。该机器人采用特殊设计的传动和移动系统，能够实现蠕动行走和自主转弯，自动调整支撑结构以适应不同直径的管道。由单个电机驱动，提高了系统集成度和电机效率。进行了直线蠕动行走的运动分析和受力分析，并通过分析和仿真验证了设计的可行性。关键词包括机械电子工程，自适应，管道机器人，蠕动行走，运动分析。" 本文详细探讨了柔性蠕动管道机器人，这是一种专门设计用于检查结构复杂管道内部状况的机器人。它配备了电磁轮行走装置，这一创新设计使得机器人能够在狭窄且形状多变的管道内有效地移动。蠕动行走是一种模仿生物肠道蠕动的运动方式，适合于狭小空间的推进。 首先，文章强调了传动装置和移动装置的特殊设计。这两个关键组件使机器人具备了蠕动行走和自主转弯的能力。蠕动行走是一种连续的波状推进方式，通过交替收缩和放松身体部分来前进，这在机器人中是通过精心设计的传动系统实现的。而自主转弯能力则是通过控制电磁轮的旋转来达成，使得机器人能在管道内灵活转向，适应不同的管道布局。 其次，机器人具有自适应性，能自动调整其支撑结构以应对管道直径的变化。这一特性确保了机器人在各种管径环境下都能稳定工作，无需人工干预，增加了其在实际应用中的适用范围和灵活性。 此外，该机器人仅由一个电机驱动，大大简化了系统的机械结构，减少了动力系统的复杂性，同时提高了电机的使用效率。这种设计优化了能量利用率，降低了系统的维护成本和故障率。 文章还深入进行了机器人的直线蠕动行走运动分析和受力分析，这是理解机器人如何在管道中稳定、有效移动的关键。通过对蠕动行走条件的研究，作者们明确了实现这一运动模式所需的参数和力学条件。这些理论分析通过仿真得到了验证，进一步证明了设计的合理性和有效性。 这篇论文详细介绍了柔性蠕动管道机器人的设计理念、运动原理以及性能优势，为管道检测提供了一种高效、自适应的解决方案，具有重要的工程应用价值。研究者们的工作展示了机械电子工程在特种机器人领域的创新应用，对于未来管道检测技术和机器人设计有着深远的影响。